CN104311737A - 具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，包括：丙烯酰联胺、丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯长链单体、引发剂、有机溶剂。还公开了一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物的制备方法，本发明提供的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物及其制备方法所制得树脂与目前使用的木器底漆(硝基木器底漆、聚酯双组份木器底漆、丙烯酸乳液型木器底漆、环氧双组份木器底漆等)有良好的相容性，可依据木器底材的甲醛含量，将本发明的聚合物添加到传统的木器底漆中，添加本发明聚合物所配制的木器封闭底漆在封闭性、附着力、柔韧性、打磨等方面均不产生明显不良影响的前提下，具有明显和持久的甲醛捕集清除的能力。

Description

具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及木器封底漆添加剂，具体是一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物及其制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的增强，材料的环保性越来越受到重视，作为具有持久吸附和捕集甲醛功能的涂料受到人们广泛的关注。随着人们生活质量的提高，在满足家具及办公用品等功能化和美观的同时，对家具所用涂料环保性能提出了新的期待！期望赋以涂层的环境自洁性和环保性，以提高人们生活环境的质量。具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆作为木器家具封闭底漆的成膜材料，具有良好木材孔道封闭的同时，赋予木器底漆持久甲醛捕集的功能。可直接改善或强化人们的生存环境，其应用前景十分广阔。

将具有反应活性和吸收甲醛功能的单体引入到成膜树脂的链段中，所制得的具有广谱相容性的添加型甲醛捕集聚合物，添加所配制的木器封闭底漆在封闭性、附着力、柔韧性、打磨等方面均不产生明显不良影响的前提下，具有明显和持久的甲醛捕集吸收的能力。目前，作为具有甲醛吸收或捕集作用物质在涂料中以小分子物质的物理添加为主要，作为添加物，涉及到与主体成膜物的相容性，同时易造成涂料成膜性能下降。同时，随着时间的推移，小分子添加物在涂料成膜物中迁移明显，导致涂料成膜物甲醛吸收性能下降。

木器封闭底漆作为涂料的品种之一，赋予其甲醛吸收功能，主要停留在基础理论研究阶段，以物理添加小分子吸收剂的方法，赋予木器封闭底漆甲醛吸收功能小有报道。《广州大学学报》2005年第4期，艾小红报道了丙烯酸酰联氨高分子化合物的制备的方法，用水稀释后喷涂在实验木板表面，并与小分子的、乙二酰脲、尿素进行了比较；《广州化工》2005年第2期，艾小红等报道了将氨基乙酸、干酪素、氨基丙酸、尿素等配成溶液涂覆于涂布于聚氯乙烯胶片上做甲醛吸收侧试；《化学工程与装备》2008年第期，陈为建等报道了将一种咪唑衍生物与茶叶提取物复合后的甲醛吸收效果；《中国皮革》2006年第11期，周永香报道了一种添加型的含氨基聚合物游离甲醛捕获剂的制备方法，并以毛皮为研究对象，探讨了甲醛吸收的效果。上述文献中所报道的甲醛吸收剂均属物理添加，没有考虑到与各类型底漆的相容性，并易造成涂料成膜性能下降。同时，随着时间的推移，小分子添加物在涂料成膜物中迁移明显，导致涂料成膜物甲醛吸收性能下降。

发明内容

为使所制备的聚合物树脂是将具有反应活性的、具有吸收甲醛功能的单体以聚合的方式接枝到聚合物的链段中，具有长效的甲醛吸收作用，规避以往物理添加的种种弊端，使得其在家具行业得到广泛的应用，本发明提供了一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物及其制备方法，为实现上述目的本发明的具体方案如下：

一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，按质量份数包括：

丙烯酰联胺60～100份、丙烯酸酯软单体20～40份、丙烯酸酯硬单体30～50份、丙烯酸酯长链单体20～40份、引发剂适量、有机溶剂适量。

优选的，所述丙烯酰联胺为甲基丙烯酰联胺。

优选的，所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正丙酯、烯酸正丁酯中至少一种。

优选的，所述丙烯酸酯硬单体为甲基丙烯甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中至少一种。

优选的，所述丙烯酸酯长链单体为丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正癸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸月桂酯中至少一种。

优选的，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰。

优选的，所述有机溶剂为乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、正丁醇中至少一种。

一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物的制备方法，包括以下步骤：

原料预混，称取丙烯酰联胺、丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯长链单体、引发剂并搅拌混合；

加热有机溶剂，将有机溶剂升温至90～100℃；

聚合反应，将预混原料滴加到有机溶剂中进行聚合反应，有机溶剂用量为反应原料总量的40％～60％；

补加引发剂并保温，补加引发剂的添加量为反应原料总量的0.08～0.16％，保温时间为2～3小时，制得具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物。

优选的，所述聚合反应温度为90～100℃，保温温度为100～110℃。

优选的，所述聚合反应滴加时间为1.5～2.5小时，保温时间为1.5～2.5小时。

本发明提供的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物及其制备方法所制得树脂与目前使用的木器底漆(硝基木器底漆、聚酯双组份木器底漆、丙烯酸乳液型木器底漆、环氧双组份木器底漆等)有良好的相容性，可依据木器底材的甲醛含量，将本发明的聚合物添加到传统的木器底漆中，添加本发明聚合物所配制的木器封闭底漆在封闭性、附着力、柔韧性、打磨等方面均不产生明显不良影响的前提下，具有明显和持久的甲醛捕集清除的能力。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

称取甲基丙烯酰联胺80g、丙烯酸丁酯30g，甲基丙烯酸甲酯40g，甲基丙烯酸月桂酯30g，偶氮二异丁腈2.1g，混合均匀后加入500mL四口反应瓶所配备的滴液漏斗中待用。

在装有搅拌、温度计、回流冷凝器及滴液漏斗的500mL四口反应瓶中，加入溶剂乙二醇甲醚醋酸酯90g，在搅拌的状态下升温至95℃，开始滴加滴液漏斗中的混合反应原料液，在保持95℃状态下，用时2.5小时，均速的将混合反应原料液滴加完成。滴加完成后，向反应瓶中补加0.14～0.288g(反应原料量＝80+30+40+30＝180g，180×(0.08～0.16)＝0.14～0.288g)的催化剂(偶氮二异丁腈)，在搅拌状态下，将温度升至105℃并在此温度下保温2.5小时，此时完成了树脂的制备，既得透明的、微淡黄色粘稠液体——固含量为67％的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物265g。

本实施例制备的聚合物，以20％的量添加到硝基木器底漆中，涂布量约40g/m²、双面涂装5mm胶合板，自然环境放置一天后，按GB/T17657–1999标准中的干燥器法(9～11L)，进行对比性测定，其测定结果如下：

由测试结果可以看出，经过涂布添加本发明聚合物的硝基封闭底漆，胶合板的甲醛释放量大幅度下降。明显低于国家标准GB18580–2001规定的E1级(≤1.5mg/L)要求。

实施例2

称取丙烯酰联胺60g、丙烯酸丁酯10g，丙烯酸乙酯10g，甲基丙烯酸甲酯30g，丙烯酸月桂酯20g，过氧化苯甲酰1.04g，混合均匀后置于滴液漏斗中待用。

在实施例1装置中，加入溶剂丙二醇甲醚醋酸酯52g，在搅拌的状态下升温至90℃，开始滴加滴液漏斗中的混合反应原料液，在保持90℃状态下，用时3.0小时，均速滴加混合原料液。滴加完成后，向反应瓶中补加0.104～0.208g(反应原料量＝60+10+10+30+20＝130g，130×(0.08～0.16)＝0.104～0.208g)催化剂(过氧化苯甲酰)，在搅拌状态下，将温度升至110℃，并在此温度下保温3.0小时，此时完成了树脂的制备，得透明的、淡黄色粘稠液体——固含量为72％的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物179g。

本实施例制备的聚合物，以20％的量添加到双组份聚酯封闭底漆中，测试条件与实施例1相同，其测定结果如下：

由测试结果可以看出，经过涂布添加本发明聚合物的双组份聚酯封闭底漆，胶合板的甲醛释放量下降明显。基本上达到国家标准GB18580–2001规定的E0级(≤0.5mg/L)要求。

实施例3

称取甲基丙烯酰联胺100g，丙烯酸丁酯30g，丙烯酸乙酯10g，甲基丙烯酸甲酯30g，苯乙烯20g，甲基丙烯酸异辛酯40g，催化剂偶氮二异丁氰3.7g，混合均匀后置于滴液漏斗中待用。

在实施例1装置中，加入溶剂异丙醇138g，在搅拌的状态下升温至100℃，开始滴加滴液漏斗中的混合反应原料液，在保持100℃状态下，2.0小时完成混合原料液的均速滴加。滴加完成后，向反应瓶中补加0.18～0.368g催化剂(反应原料量＝100+30+10+30+20+40＝230g，230×(0.08～0.16)＝0.18～0.368g)(偶氮二异丁氰)，在搅拌状态下，在100℃条件下保温3.0小时，得透明、淡黄色粘稠液体——固含量为63％的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物370g。

本实施例制备的聚合物，以20％的量添加到丙烯酸乳液型木器封闭底漆中，测试条件与实施例1相同，其测定结果如下：

经过涂布添加本发明聚合物的丙烯酸乳液型木器封闭底漆，胶合板的甲醛释放量大幅度下降。低于国家标准GB18580–2001规定的E1级(≤1.5mg/L)要求。

实施例4

称取丙烯酰联胺100g，丙烯酸正丙酯20g，苯乙烯50g，甲基丙烯酸异冰片酯40g，催化剂偶氮二异丁氰2.5g，混合均匀后置于滴液漏斗中待用。

在实施例1装置中，加入溶剂正丁醇100g，在搅拌的状态下升温并保持95℃滴加漏斗中的混合反应原料液，2.5小时均速滴加完成。滴加完成后，向反应瓶中补加0.168～0.336g催化剂(反应原料量＝100+20+50+40＝210g，210×(0.08～0.16)＝0.168～0.336g)(偶氮二异丁氰)，在搅拌状态下，在105℃保温3.0小时，得透明、淡黄色粘稠液体——固含量为68％的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物305g。

本实施例制备的聚合物，以20％的量添加到双组份环氧木器封闭底漆中，测试条件与实施例1相同，其测定结果如下：

经过涂布添加本发明聚合物的双组份环氧木器封闭底漆，达到国家标准GB18580–2001规定的E0级(≤0.5mg/L)要求。

与现有技术相比，本发明的优点在于：以(甲基)丙烯酰联胺、丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯长链反应单体为主要原料，采用滴加的方式，通过溶液聚合的方法，经过预混、滴加聚合、催化剂补加及保温等工艺过程，所制得的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物，与目前使用的木器底漆(硝基木器底漆、聚酯双组份木器底漆、丙烯酸乳液型木器底漆、环氧双组份木器底漆等)具有广谱的良好相容性。本发明的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物，可依据家具木材的甲醛含量及释放速度确定其在木器封闭底漆中的添加量，添加本发明的具有甲醛捕集功能的木器封闭底漆添加聚合物所配置的木器封闭底漆，其涂膜具有良好的持久甲醛吸收能力的特性，具体地说，对成膜物在封闭性、复涂性、附着力、打磨性等方面不受影响的前提下，涂膜具有明显的持久甲醛吸收能力的特性。

本发明的(甲基)丙烯酰联胺，是由(甲基)丙烯酰胺与水合肼再室温下合成所得，该产物具有良好的甲醛捕集功能，同时具有自由基反应的能力，易与丙烯酸酯类单体进行共聚，制备丙烯酸酯树脂。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于按质量份数包括：

丙烯酰联胺60～100份、丙烯酸酯软单体20～40份、丙烯酸酯硬单体30～50份、丙烯酸酯长链单体20～40份、引发剂适量、有机溶剂适量。

2.根据权利要求1所示的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于：所述丙烯酰联胺为甲基丙烯酰联胺。

3.根据权利要求1所示的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于：所述丙烯酸酯软单体为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正丙酯、烯酸正丁酯中至少一种。

4.根据权利要求1所示的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于：所述丙烯酸酯硬单体为甲基丙烯甲酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中至少一种。

5.根据权利要求1所示的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于：所述丙烯酸酯长链单体为丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正癸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、丙烯酸月桂酯中至少一种。

6.根据权利要求1所示的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁氰。

7.根据权利要求1所示的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物，其特征在于：所述有机溶剂为乙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、正丁醇中至少一种。

8.一种具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

原料预混，称取丙烯酰联胺、丙烯酸酯软单体、丙烯酸酯硬单体、丙烯酸酯长链单体、引发剂并搅拌混合；

加热有机溶剂，将有机溶剂升温至90～100℃；

聚合反应，将预混原料滴加到有机溶剂中进行聚合反应，有机溶剂用量为反应原料总量的40％～60％；

补加引发剂并保温，补加引发剂的添加量为反应原料总量的0.08～0.16％，保温时间为2～3小时，制得具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物。

9.如权利要求8所述的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物的制备方法，其特征在于：

所述聚合反应温度为90～100℃，保温温度为100～110℃。

10.如权利要求8所述的具有甲醛捕集功能的封闭底漆添加聚合物的制备方法，其特征在于：

所述聚合反应滴加时间为1.5～2.5小时，保温时间为1.5～2.5小时。